perancangan fuzzy logic controller motor dc_uas 5
TRANSCRIPT
5/12/2018 Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-fuzzy-logic-controller-motor-dcuas-5 1/8
1
PERANCANGAN FUZZY LOGIC CONTROLLER
PADA SISTEM PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC
I. LATAR BELAKANG
Zaman serba modern , dan semua proses ingin dilakukan serba cepat dan
praktis oleh sebab itu muncullah berbagai macan system control dari berbagai
metode. Penguntrollan otomatis merupakan salah satu pengganti kinerja manusia.
Dengan menggunakan control otomatis akan diperoleh keseragaman khususnya di
bidang industry.
II. RUMUSAN MASALAH
Pengaturan kecepatan motor DC menggunakan fuzzy logic controller dengan output
yang kecepatannya sampai 2000 rpm dan diatur sehingga mempunyai level
kecepatan yaitu sangat lambat , lambat, sedang, cepat, dan sangat cepat.
III. TEORI PENUNJANG
3.1 Motor Dc
Motor arus searah (DC) berfungsi mengubah energi listrik menjadi energimekanik. Untuk dapat mengatur kecepatan putaran motor DC dapat dilakukan
dengan merubah beberapa parameter. Parameter yang bisa diatur dalam
pengaturan motor DC adalah :
1. Tegangan jangkar
2. Tegangan medan
Untuk pengaturan Tegangan jangkar dapat dilihat pada persamaan kecepatan
pada motor dc berikut :
Dimana,
n = Kecepatan motor dc Ra = Tahanan jangkar
Ia = Arus jangkar k = Konstanta fluks
Pada permasalahan ini dipakai motor DC tipe penguat terpisah, yang mana arus
pada kumparan medan bisa diatur untuk mengatur besar kecilnya fluks medan
magnet yang dihasilkan sehingga putaran yang dihasilkan bisa bervariasi.
Jk
R I V n aa
!
5/12/2018 Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-fuzzy-logic-controller-motor-dcuas-5 2/8
2
Rangkaian Motor DC Penguat Terpisah
3.2 Buck Boost Konverter
DC-DC konverter adalah rangkaian yang berfungsi untuk membuat tegangan
input DC yang unregulated menjadi tegangan DC output yang regulated. Jenis
buck boost konverter ini dapat menaikkan ataupun menurunkan tegangan input
yang diberikan. Dengan mengatur duty cycle yang digunakan untuk mendrives
mosfet maka tegangan output bisa diatur. Jika duty cycle lebih kecil dari 0.5
maka tegangan output menjadi lebih kecil dari tegangan input, dan jika duty
cycle lebih besar dari 0.5 maka tegangan output menjadi lebih besar dari
tegangan input.
Untuk rumus :
3.3 PULSE WIDTH MODULATION (PWM)
PWM merupakan pulsa yang mempunyai lebar pulsa (duty cycle) yang dapat diubah-
ubah. Pada Gambar a merupakan proses pembuatan PWM yang terdiri dari gelombang
gigi gergaji, tegangan referensi dan komparator. Komparator merupakan piranti yang
digunakan untuk membandingkan dua buah sinyal masukan. Dua sinyal masukan yang
dibandingkan adalah gelombang gigi gergaji dengan tegangan referensi yaitu tegangan
DC.
Gambar a
Pada Gambar b adalah hasil perbandingan gelombang gigi gergaji dengan
tegangan DC yang menghasilkan gelombang kotak dengan lebar pulsa yang
dapat diatur. Pengaturan lebar pulsa dapat dilakukan dengan cara mengubah-
ubah nilai tegangan DC referensi.
5/12/2018 Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-fuzzy-logic-controller-motor-dcuas-5 3/8
3
Gambar b
Rangkaian PWM dapat dibangkitkan melalui rangkaian :
Rangkaian Penghasil PWM
3.4 Pengontrol Logika Fuzzy
Jenis kontrol ini berbeda dengan kontrol yang berbasis logika boolean dengan
sistem kerjanya yang memiliki ruang lingkup yang disebut grey area yang pada
kontrol berbasis logika boolean yaitu diantara on-off, hitam putih, ataupun
benar salah. Berikut ini urutan dari proses kontrol logika fuzzy.
CRISP INPUT
FUZZIFICATION
FUZZY INPUT
RULE EVALUATION
FUZZY
DEFUZZIFICATION
CRISP
Step 1
Step 2
Step 3
5/12/2018 Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-fuzzy-logic-controller-motor-dcuas-5 4/8
4
IV. PENYELESAIAN
Blok Diagram
Dalam pengaturan kecepatan putaran motor DC magnet permanen, kita dapat
mengatur tegangan DC pada sisi kumparan medan sehingga memerlukan tegangan DC
yang variabel. Tegangan yang variable dapat diatur dengan DC Chopper dengan Flyback
Converter yang merupakan DC Chopper terisolasi. Dengan mengatur Duty Cycle dari
PWM yang digunakan mendrive komponen switching, akan didapatkan tegangan DC
output yang dapat diatur ( variabel).
Pada pengaturan kecepatan motor dc ini menggunakan FLC (Fuzzy Logic
Controller), yang mana mendapatkan inputan dari rpm motor DC penguat terpisah Dari
inputan tersebut akan diproses dan diberikan output kontrol berupa tegangan DC. Output
dari kontroller akan dibandingkan dengan tegangan Segitiga pada pembangkit PWM,
sehingga didapat tegangan Duty Cycle yang bervariasi dari PWM tersebut.
Pada fuzzy logic controller terdapat 3 proses, yaitu:
1. Fuzzyfication
Proses ini berfungsi untuk merubah suatu besaran analog menjadi fuzzy input.
Membership function yang direncanakan untuk input plant ada 2, yaitu K ecepatan
(Error) dan Perubahan K ecepatan (D_Error).
Dimana: Err(n) = SP(n) ± PV(n) ...............(1)
D_Err(n) = Err(n) ± Err(n-1) ......(2)
Err dan D_Err yang kita gunakan terdiri dari lima buah, seperti pada grafik dibawah
ini :
FLC DC CHOPPER
{flyback} MOTOR DC
Rotary Encoder
Output +
-
SP Error
VP
15001000 2000500
SCCSL1 SL
0
K
eterangan :1. SL : Sangat Lambat
2. L : Lambat
3. S : Sedang
4. C : Cepat
5. SC : Sangat Cepat
rpm
5/12/2018 Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-fuzzy-logic-controller-motor-dcuas-5 5/8
5
Apabila nilai set point (S) yang diinginkan adalah 1100 rpm, dimana nilai umpan balik
dari plant (PV) adalah 1300 rpm dan Err(n-1) = 100 rpm, maka:
Err(n) = |S ± PV| = |1100 ± 1300| = 200 rpm
D_Err = |Err(n) ± Err(n-1) | = |200 ± 100| = 100 rpm
Memotong garis S Memotong garis C
X= 1100 X= 1100
2. Rule evaluation
Proses ini berfungsi untuk mencari suatu nilai fuzzy output dari fuzzy input
Setelah melakukan proses fuzzification maka tahap selanjutnya yaitu dengan
menetapkan suatu rule-rule matriks sebagai berikut:
Dari kedua membership function input tersebut (Err dan D_Err) dihasilkan rule ± rule
sebagai berikut:
ERR
D_ERR
SL L S C SC
SL SL SL SL L S
L SL L L S C
S SL L S C SC
C L S C C SC
SC S C SC SC SC
0,8500-
400-Y
1500-1000
1500-1100
0-1
0-Y
X-X
X-X
Y-Y
Y-Y
S
S
12
1
12
1S
!!
!
!
0,2500
100Y
1000-1500
1000-1100
0-1
0-Y
X-X
X-X
Y-Y
Y-Y
C
C
12
1
12
1C
!!
!
!
1100
15001000 2000500
SCCSL1 SL
0
rpm
CY
SY
5/12/2018 Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-fuzzy-logic-controller-motor-dcuas-5 6/8
6
If Err = 0,2 and D_Err = 0,8then U = 0,2
If Err = 0,2 and D_Err = 0,2 then U = 0,2
If Err = 0,8 and D_Err = 0,8then U = 0,8
If Err = 0,8 and D_Err = 0,2 then U = 0,2
Sehingga U = 0,8
If Err = SL and D_Err = L then U = SL
If Err = SL and D_Err = S then U = SL
If Err = L and D_Err = L then U = L
If Err = L and D_Err = S then U = L
Sehingga U = L
3. Defuzzyfication
Proses ini berfungsi untuk menentukan suatu nilai crisp output. Prosesnya adalah
suatu nilai fuzzy output yg berasal dari rule evaluation diambil kemudian
dimasukkan kedalam memberfunction output.
V. HASIL
Member Function :
5/12/2018 Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-fuzzy-logic-controller-motor-dcuas-5 7/8
7
Rangkaian Simulink
Hasil Simulink
5/12/2018 Perancangan Fuzzy Logic Controller Motor Dc_uas 5 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-fuzzy-logic-controller-motor-dcuas-5 8/8
8
VI. KESIMPULAN
- Controller fuzzy menghasilkan sinyal control (u) yang digunakan untuk mengatur
switching PWM (Pulse Width Modulations) dari dc chooper sehingga putaran
motor dapat bekerja.
- Fuzzy Logic Controller merupakan suatu sistem kendali yang jauh lebih mudah
penerapannya dibandingkan kendali konvensional, karena tidak perlu mencari
model matematis dari sistem.
- Untuk menentukan rule base harus diketahui juga delta error atau error
sebelumnya untuk menentukan hasil yang akan dicapai jika dibandingkan dengan
error.
- Fuzzy Logic Controller adalah suatu system kontrol yang redundant atau fault
tolerant artinya tidak akan terjadi perubahan yang signifikan pada respon sistem
dengan adanya pengurangan rules, diluar rule dasar dan rule tambahan.